1、構造地質學-褶皺直立水平褶皺直立傾伏褶皺傾豎褶皺斜歪水平褶皺斜歪傾伏褶皺斜臥褶皺2、褶皺的理想幾何形態分類、褶皺的理想幾何形態分類 從幾何學觀點看，褶皺的理想幾何形態的基本類型有圓從幾何學觀點看，褶皺的理想幾何形態的基本類型有圓柱狀褶皺和非圓柱狀褶皺。柱狀褶皺和非圓柱狀褶皺。 兩種完美的圓柱狀褶皺兩種完美的圓柱狀褶皺理想的圓柱狀褶皺理想的圓柱狀褶皺特殊的非圓柱狀褶皺特殊的非圓柱狀褶皺3、等斜線的褶皺分類（、等斜線的褶皺分類（蘭姆賽分類蘭姆賽分類） 褶皺形態的變化主要反映在各褶皺面形態的變化或褶皺層的褶皺形態的變化主要反映在各褶皺面形態的變化或褶皺層的厚度變化上。蘭姆賽厚度變化上。蘭姆賽(L G

2、 Ramsay，1967)根據褶皺層上、下界根據褶皺層上、下界面的相對曲率及其變化，按等斜線的排列型式進行形態的系統分面的相對曲率及其變化，按等斜線的排列型式進行形態的系統分類，這種分類目前已被廣泛采用。類，這種分類目前已被廣泛采用。相鄰褶皺面的曲率變化相鄰褶皺面的曲率變化可用等斜線來表示，等斜線可用等斜線來表示，等斜線是褶皺在正交剖面上褶皺層是褶皺在正交剖面上褶皺層的上、下界面的相同傾斜點的上、下界面的相同傾斜點的連線。的連線。 蘭姆賽根據等斜線型式，把褶皺分成三類五型：蘭姆賽根據等斜線型式，把褶皺分成三類五型： I類：等斜線向內收斂，內弧曲率較大。又類：等斜線向內收斂，內弧曲率較大。又 細

3、分為三個亞型：細分為三個亞型： IA型型 等斜線轉折端較短。為典型的頂薄褶皺。等斜線轉折端較短。為典型的頂薄褶皺。 IB型型 等斜線各處長度大致相等且與褶皺面垂直。為典等斜線各處長度大致相等且與褶皺面垂直。為典 型的等厚褶皺。型的等厚褶皺。 IC型型 等斜線轉折端較長。為一種頂厚褶皺。這是等斜線轉折端較長。為一種頂厚褶皺。這是IB型型 向向II類過渡的型式。類過渡的型式。II類：等斜線互相平行且等長，褶皺層內外弧的曲率相等。類：等斜線互相平行且等長，褶皺層內外弧的曲率相等。為為 典型的相似褶皺，也是典型的相似褶皺，也是一種頂厚褶皺。一種頂厚褶皺。III類：等斜線向外收斂，外弧曲率較大。為典型的

4、頂厚褶皺。類：等斜線向外收斂，外弧曲率較大。為典型的頂厚褶皺。 蘭姆賽褶皺等傾斜線型式分類蘭姆賽褶皺等傾斜線型式分類（三類五型）（三類五型）類類 型型 等傾斜線型式等傾斜線型式 T=Ta/To t=ta/to 內外弧曲率內外弧曲率 典型褶皺典型褶皺 a 強烈收斂強烈收斂 T 1 t1外外1t=1外外1t1外外內內頂頂厚厚褶褶皺皺 平行平行 T =1t1外內外內相似褶皺相似褶皺 撒開撒開 T 1t內內4、根據各褶皺層厚度變化分類、根據各褶皺層厚度變化分類A、平行褶皺、平行褶皺 典型平行褶皺的幾何特點是褶典型平行褶皺的幾何特點是褶皺面平行彎曲。同一褶皺層的厚度皺面平行彎曲。同一褶皺層的厚度在褶皺各

5、部分一致，所以也稱為等在褶皺各部分一致，所以也稱為等厚褶皺，彎曲的各層具有同一曲率厚褶皺，彎曲的各層具有同一曲率中心，所以又稱為同心褶皺。由中中心，所以又稱為同心褶皺。由中心向外，褶皺面的曲率半徑逐漸增心向外，褶皺面的曲率半徑逐漸增大，曲率變小，巖層變緩。大，曲率變小，巖層變緩。B、 相似褶皺相似褶皺 典型相似褶皺的幾何特典型相似褶皺的幾何特點是組成褶皺的各褶皺面作點是組成褶皺的各褶皺面作相似的彎曲。各面曲率相同相似的彎曲。各面曲率相同，但沒有共同的曲率中心。，但沒有共同的曲率中心。所以，褶皺的形態隨著深度所以，褶皺的形態隨著深度的變化保持不變。各褶皺層的變化保持不變。各褶皺層的厚度則發生有規

6、律的變化的厚度則發生有規律的變化，兩翼變薄，轉折端加厚。，兩翼變薄，轉折端加厚。5、根據組成褶皺的各褶皺面之間的幾何關系分類、根據組成褶皺的各褶皺面之間的幾何關系分類A、 協調褶皺協調褶皺 各褶皺面彎曲形態一致或作有規律的變化，其間沒有明各褶皺面彎曲形態一致或作有規律的變化，其間沒有明顯不協調的突變現象。如相似褶皺和平行褶皺。顯不協調的突變現象。如相似褶皺和平行褶皺。B、 不協調褶皺不協調褶皺 各褶皺面彎曲的形態彼此有明顯不同，以至發生突變。不各褶皺面彎曲的形態彼此有明顯不同，以至發生突變。不協調褶皺較為普遍存在。這是由于各褶皺層的巖性和厚度的差協調褶皺較為普遍存在。這是由于各褶皺層的巖性和厚

7、度的差異、不同部分受力不均等原因引起的。異、不同部分受力不均等原因引起的。最典型的不協調褶皺是底辟構造。底辟構造一般是高塑性巖最典型的不協調褶皺是底辟構造。底辟構造一般是高塑性巖層（一般為巖鹽、石膏、泥質巖石和煤層等）或巖漿物質在一定層（一般為巖鹽、石膏、泥質巖石和煤層等）或巖漿物質在一定的應力作用下，向上流動并擠入上覆脆性巖層之中而形成的一種的應力作用下，向上流動并擠入上覆脆性巖層之中而形成的一種特殊的褶皺構造特殊的褶皺構造。 底劈構造可分為底辟核、核上構造和核下構造三個部分。底劈構造可分為底辟核、核上構造和核下構造三個部分。如果底辟核由巖鹽類組成，則稱鹽丘構造。鹽丘具有重要的經如果底辟核由

8、巖鹽類組成，則稱鹽丘構造。鹽丘具有重要的經濟價值，內核是重要的鹽類礦床，核部周圍及上部常富集油氣濟價值，內核是重要的鹽類礦床，核部周圍及上部常富集油氣等礦產。等礦產。 地殼一定范圍內不同形態、規模和級次的褶皺常以一定地殼一定范圍內不同形態、規模和級次的褶皺常以一定的組合型式展布。在同一構造運動時期和同一構造應力作用的組合型式展布。在同一構造運動時期和同一構造應力作用下，成因上有聯系的一系列背斜和向斜組成的具有一定幾何下，成因上有聯系的一系列背斜和向斜組成的具有一定幾何規律的褶皺的總體樣式，稱為褶皺的組合型式。規律的褶皺的總體樣式，稱為褶皺的組合型式。 由擠壓形成的褶皺，其軸面一般垂直于壓縮方向

9、，相當于主壓由擠壓形成的褶皺，其軸面一般垂直于壓縮方向，相當于主壓扁面扁面(AB)。大部分褶皺為此類褶皺，所以：。大部分褶皺為此類褶皺，所以： 褶皺的組合型式褶皺的組合型式區域應變場特征區域應變場特征地殼運動地殼運動第三節第三節 褶皺的組合型式褶皺的組合型式1、全形褶皺（阿爾卑斯式褶皺、復式褶皺）全形褶皺（阿爾卑斯式褶皺、復式褶皺） 主要特征：主要特征：1 1）呈帶狀分布，所有褶皺的走向基本上延伸方向一致；）呈帶狀分布，所有褶皺的走向基本上延伸方向一致；2 2）褶皺連續發育，布滿全區，背斜、向斜同等發育；）褶皺連續發育，布滿全區，背斜、向斜同等發育；3 3）不同級別的褶）不同級別的褶皺往往組合

10、成巨大的復背斜和復向斜。皺往往組合成巨大的復背斜和復向斜。 所以，全形褶皺是走向基本一致的、一系列連續發育的、所以，全形褶皺是走向基本一致的、一系列連續發育的、不同級別的褶皺組合成的巨大的褶皺。不同級別的褶皺組合成的巨大的褶皺。 復背斜是在它的中央地帶的次級褶皺的核部地層老于兩側復背斜是在它的中央地帶的次級褶皺的核部地層老于兩側的次級褶皺的核部地層，反之則為復向斜。的次級褶皺的核部地層，反之則為復向斜。 組成復背斜和復向斜的次級褶皺大都是較緊閉和斜歪或組成復背斜和復向斜的次級褶皺大都是較緊閉和斜歪或倒轉褶皺，甚至是等斜褶皺，但也有比較寬緩的箱狀或圓弧倒轉褶皺，甚至是等斜褶皺，但也有比較寬緩的箱

11、狀或圓弧褶皺，它們的軸面一般向該復背斜或復向斜的核部收斂褶皺，它們的軸面一般向該復背斜或復向斜的核部收斂 。2、過渡型褶皺（侏羅山式褶皺過渡型褶皺（侏羅山式褶皺 ） 由一系列互相平行的背斜和向斜相間排列而成。由一系列互相平行的背斜和向斜相間排列而成。 一類是背斜形態完整、窄而緊閉，而其間隔的向斜比較平緩一類是背斜形態完整、窄而緊閉，而其間隔的向斜比較平緩開闊的褶皺，稱為隔檔式褶皺。開闊的褶皺，稱為隔檔式褶皺。 另一類與上述相反，向斜緊閉且形態完整，而其間隔的背另一類與上述相反，向斜緊閉且形態完整，而其間隔的背斜則平緩開闊、或呈箱狀的褶皺，稱為隔槽式褶皺。斜則平緩開闊、或呈箱狀的褶皺，稱為隔槽式

12、褶皺。 這類褶皺共同特點是，背斜和向斜的變形強度不同，兩者相間并列這類褶皺共同特點是，背斜和向斜的變形強度不同，兩者相間并列。3、斷續褶皺（日爾曼式褶皺）斷續褶皺（日爾曼式褶皺） 以穹隆構造和構造盆地為主。在多數情況下，背斜和向斜不同等發以穹隆構造和構造盆地為主。在多數情況下，背斜和向斜不同等發育，而是常以背斜為主。相鄰的兩個背斜之間的向斜構造常不明顯。育，而是常以背斜為主。相鄰的兩個背斜之間的向斜構造常不明顯。 大多發育在基底剛性較大多發育在基底剛性較高、構造活動性小、褶皺作高、構造活動性小、褶皺作用不強烈的地質構造穩定的用不強烈的地質構造穩定的地區，如四川中部和華北的地區，如四川中部和華北

13、的部分地區。部分地區。 4、雁行褶皺（斜列式褶皺）雁行褶皺（斜列式褶皺）為一系列短軸褶皺（背斜或向斜）呈平行斜列組成（見徐為一系列短軸褶皺（背斜或向斜）呈平行斜列組成（見徐開禮版開禮版P77P77圖圖4-234-23）。）。 一般認為是水平力偶作用而形成的。也有些雁行向斜盆地是受一般認為是水平力偶作用而形成的。也有些雁行向斜盆地是受雁行斷裂控制。雁行斷裂控制。第四節第四節 疊加褶皺疊加褶皺二、疊加褶皺的基本型式二、疊加褶皺的基本型式 疊加褶皺的幾何學特征是多次褶皺作用疊加褶皺的幾何學特征是多次褶皺作用的幾何效應相互復合或干擾的結果。的幾何效應相互復合或干擾的結果。 蘭姆賽（蘭姆賽（1967，1

14、983）根據兩期褶皺）根據兩期褶皺以不同的相對方位疊加造成的干擾格式，以不同的相對方位疊加造成的干擾格式，概括為三種基本型式概括為三種基本型式 ：（1）兩期褶皺皆為直立褶皺，軸向大角度相交或垂直，）兩期褶皺皆為直立褶皺，軸向大角度相交或垂直，即第二期褶皺橫交疊加于第一期直立水平褶皺之上，即第二期褶皺橫交疊加于第一期直立水平褶皺之上，使第一期褶皺的變形面重復變形，形成所謂使第一期褶皺的變形面重復變形，形成所謂“穹一盆穹一盆構造構造” 圖圖 3 340A40A） 。兩期背形疊加處形成穹隆。兩期背形疊加處形成穹隆構造；兩期向形疊加處形成構造盆地；當晚期背形橫構造；兩期向形疊加處形成構造盆地；當晚期背

15、形橫過早期向形時，背形樞紐發生傾伏；而向形樞紐發生過早期向形時，背形樞紐發生傾伏；而向形樞紐發生揚起，形成鞍狀構造。這種類型的干擾格式相當于揚起，形成鞍狀構造。這種類型的干擾格式相當于“橫跨褶皺橫跨褶皺”。 （2）早期褶皺為等斜或平臥褶皺，晚期為）早期褶皺為等斜或平臥褶皺，晚期為直立褶皺，兩者樞紐大角度相交。當晚直立褶皺，兩者樞紐大角度相交。當晚期褶皺作用時，早期褶皺的軸面、兩翼期褶皺作用時，早期褶皺的軸面、兩翼和樞紐一起褶皺，從而在水平切面上形和樞紐一起褶皺，從而在水平切面上形成復雜的新月形、蘑菇形等圖型成復雜的新月形、蘑菇形等圖型圖圖340（B） 。由于剝蝕深度不同，同一類。由于剝蝕深度不

16、同，同一類型的褶皺在平面上可呈現紛繁多姿的形型的褶皺在平面上可呈現紛繁多姿的形態。態。 （3）早期褶皺與晚期榴皺樞紐近平行。）早期褶皺與晚期榴皺樞紐近平行。這種類型稱為這種類型稱為“共軸疊加褶皺共軸疊加褶皺”。早期的。早期的褶皺軸面和兩翼共同卷入后期褶皺，但樞褶皺軸面和兩翼共同卷入后期褶皺，但樞紐不受干擾，在平面或剖面上呈現雙重轉紐不受干擾，在平面或剖面上呈現雙重轉折、鉤狀閉合等折、鉤狀閉合等圖圖340（C） 。圖。圖342是根據航空照片判釋的疊加褶皺構造。是根據航空照片判釋的疊加褶皺構造。 第五節第五節 褶皺構造的觀察和研究褶皺構造的觀察和研究 褶皺構造研究的基本任務是，通過野外觀察和填圖，

17、結合各褶皺構造研究的基本任務是，通過野外觀察和填圖，結合各種地質勘探（如物探、鉆探和山地工程等）手段和航片、衛片的種地質勘探（如物探、鉆探和山地工程等）手段和航片、衛片的圖像解譯等所取得的地質資料的綜合研究，查明褶皺的形態、產圖像解譯等所取得的地質資料的綜合研究，查明褶皺的形態、產狀、組合特征和分布規律等，從而分析褶皺形成機制和形成時代狀、組合特征和分布規律等，從而分析褶皺形成機制和形成時代，為研究區域地質構造特征、褶皺與礦產及水文、工程地質等關，為研究區域地質構造特征、褶皺與礦產及水文、工程地質等關系提供這方面的基礎資料。系提供這方面的基礎資料。 （一）了解區域的總的構造輪廓（一）了解區域的

18、總的構造輪廓 在著手研究一個地區褶皺構造時，首先應通過對包括在著手研究一個地區褶皺構造時，首先應通過對包括研究區在內的小比例尺地質圖及航空像片，衛星像片的解譯研究區在內的小比例尺地質圖及航空像片，衛星像片的解譯分析，或在露頭良好的地帶進行橫穿區域構造線的路線觀察分析，或在露頭良好的地帶進行橫穿區域構造線的路線觀察，了解全區地層時代、層序及構造總體的特征，如區域構造，了解全區地層時代、層序及構造總體的特征，如區域構造線方向及其變化，背斜和向斜發育特點，背斜、向斜是否構線方向及其變化，背斜和向斜發育特點，背斜、向斜是否構成更高一級的大型褶皺，褶皺樞紐的傾伏方向，全區構造發成更高一級的大型褶皺，褶皺

19、樞紐的傾伏方向，全區構造發育的強弱變化情況等等。總之，應盡可能對區域構造基本輪育的強弱變化情況等等?？傊?，應盡可能對區域構造基本輪廓有一個初步了解，這對于進行詳細研究該區褶皺構造是有廓有一個初步了解，這對于進行詳細研究該區褶皺構造是有益的。益的。 一、褶皺形態的研究一、褶皺形態的研究 地質制圖是研究褶皺的形態、規模和分布特征的重要方法地質制圖是研究褶皺的形態、規模和分布特征的重要方法。在填繪地質圖時，除填繪所劃分的地層單位的界線和其他構。在填繪地質圖時，除填繪所劃分的地層單位的界線和其他構造界線外，還應注意追索和填繪標志層，并觀測其產狀。所謂造界線外，還應注意追索和填繪標志層，并觀測其產狀。所

20、謂標志層是指層位穩定，分布廣泛，在巖石成分和結構構造或所標志層是指層位穩定，分布廣泛，在巖石成分和結構構造或所含化石方面具有明顯的特征，且厚度不太大而穩定的巖層。在含化石方面具有明顯的特征，且厚度不太大而穩定的巖層。在褶皺規模較大，或構造比較復雜，特別像變質巖地區，在層理褶皺規模較大，或構造比較復雜，特別像變質巖地區，在層理或地層層序尚未查清的情況下，選擇像石英巖、大理巖等作標或地層層序尚未查清的情況下，選擇像石英巖、大理巖等作標志層，追索其分布和系統測量其產狀是研究褶皺構造和填繪地志層，追索其分布和系統測量其產狀是研究褶皺構造和填繪地質圖的重要方法。質圖的重要方法。 （二）查明地層層序和追索

21、標志層（二）查明地層層序和追索標志層 （三）觀測褶皺的幾何形態（三）觀測褶皺的幾何形態 1測定褶皺軸面和樞紐的產狀。褶皺軸面和樞紐產狀（或褶皺測定褶皺軸面和樞紐的產狀。褶皺軸面和樞紐產狀（或褶皺軸）是確定褶皺幾何形態和產狀的基本要素。對于規模較小、出露軸）是確定褶皺幾何形態和產狀的基本要素。對于規模較小、出露完整的褶皺有時可以從露頭上直接量得該褶皺的軸面和樞紐產狀。完整的褶皺有時可以從露頭上直接量得該褶皺的軸面和樞紐產狀。但對于規模較大、出露不完整的褶皺，往往需要系統地測量其褶皺但對于規模較大、出露不完整的褶皺，往往需要系統地測量其褶皺面的產狀，用計算方法或赤平投影方法才能較精確地測定出其軸面

22、面的產狀，用計算方法或赤平投影方法才能較精確地測定出其軸面和樞紐產狀和樞紐產狀 。 2確定褶皺類型。根據同一剖面上不同層位及不同高確定褶皺類型。根據同一剖面上不同層位及不同高度的巖層傾角的變化，結合同一巖層厚度在褶皺不同部位的度的巖層傾角的變化，結合同一巖層厚度在褶皺不同部位的變化，分析褶皺各層的幾何關系，判斷是平行褶皺還是相似變化，分析褶皺各層的幾何關系，判斷是平行褶皺還是相似褶皺，或是頂薄褶皺。褶皺，或是頂薄褶皺。 3確定巖層正常層序。確定巖層正常層序。轉折端處的巖層產狀在研究褶皺形態轉折端處的巖層產狀在研究褶皺形態方面有重要意義。無論褶皺兩翼巖層層序是正常還是倒轉，而在轉方面有重要意義。

23、無論褶皺兩翼巖層層序是正常還是倒轉，而在轉折端處的巖層層序一般是正常的，據此可以幫助折端處的巖層層序一般是正常的，據此可以幫助確定巖層正常層序確定巖層正常層序。但對平臥褶皺。翻卷褶皺和疊加褶皺則是例外。但對平臥褶皺。翻卷褶皺和疊加褶皺則是例外。 4觀察褶皺的出露形態和平面圖像。觀察褶皺的出露形態和平面圖像。褶皺的出露形態不僅與褶皺的出露形態不僅與褶皺本身形態、產狀和規模大小有關，而且還受到地面切割的影褶皺本身形態、產狀和規模大小有關，而且還受到地面切割的影響，要注意地形效應。響，要注意地形效應。 5繪制褶皺剖面圖及褶皺橫截面圖。褶皺是一個復雜的立體形繪制褶皺剖面圖及褶皺橫截面圖。褶皺是一個復雜

24、的立體形態地質體。對褶皺形態的研究，除通過野外填繪的地質圖來表態地質體。對褶皺形態的研究，除通過野外填繪的地質圖來表示外，往往還要用剖面圖來表示。一般總是繪制褶皺橫剖面圖示外，往往還要用剖面圖來表示。一般總是繪制褶皺橫剖面圖（即鉛直剖面）。橫剖面圖可以是實測的，也可以從地質圖上（即鉛直剖面）。橫剖面圖可以是實測的，也可以從地質圖上用作圖法繪制（作圖方法參看本書實習教材實習二）。用作圖法繪制（作圖方法參看本書實習教材實習二）。 二、研究褶皺形態的縱深變化二、研究褶皺形態的縱深變化 由于形成褶皺的巖石力學性質、厚度和變形條件的差異以及褶由于形成褶皺的巖石力學性質、厚度和變形條件的差異以及褶皺的形態

25、、規模的不同，褶皺在地表的形態和深部形態是有變化的皺的形態、規模的不同，褶皺在地表的形態和深部形態是有變化的。研究褶皺形態的縱深變化對礦產普查勘探工作是很重要的。如何。研究褶皺形態的縱深變化對礦產普查勘探工作是很重要的。如何進行這方面工作，可從以下幾方面著手：進行這方面工作，可從以下幾方面著手： 1從橫切褶皺的峽谷深溝的陡崖上直接觀察。有時可直接觀察從橫切褶皺的峽谷深溝的陡崖上直接觀察。有時可直接觀察到褶皺向深部的形態變化和變化趨勢?；蛘咴诘孛娌煌叱躺蠈ν今薨櫹蛏畈康男螒B變化和變化趨勢。或者在地面不同高程上對同一褶皺觀察和作橫剖面，但應用這種方法要注意不同高程的剖面水一褶皺觀察和作橫剖面，

26、但應用這種方法要注意不同高程的剖面水平位置不能相距太遠，否則會將褶皺縱向上的變化誤當成深部變化平位置不能相距太遠，否則會將褶皺縱向上的變化誤當成深部變化。 2從褶皺的地表形態特征推斷它向地下延伸的變化。從褶皺的地表形態特征推斷它向地下延伸的變化。如根據如根據地面出露特征分析為頂薄褶皺，則可據以推斷其兩翼巖層向深部地面出露特征分析為頂薄褶皺，則可據以推斷其兩翼巖層向深部很可能變厚變陡；很可能變厚變陡；如地表觀察為平行褶皺，則褶皺曲率向深部將逐如地表觀察為平行褶皺，則褶皺曲率向深部將逐漸變大或變小，整個褶皺不可能延伸很深；漸變大或變小，整個褶皺不可能延伸很深； 如為相似褶皺，且整套如為相似褶皺，且整套巖性也較一致，則褶皺形態可能延伸到一定深度還基本不變；巖性也較一致，則褶皺形態可能延伸到一定深度還基本不變； 當褶當褶皺巖系中有軟弱巖層時，則在軟弱巖層上、下的褶皺形態可能變化很皺巖系中有軟弱巖層時，則在軟弱巖層上、下的褶皺形態可能變化很大，形成不協調褶皺。大，形成不協調褶皺。 3利用物探和鉆探方法所取得的資料確定褶皺深部形態。但是，在利用物探和鉆探方法所取得的資料確定褶皺深部形態。但是，在使用這種方法所得的資料時，必須結合地面地質構造的詳細觀察和研究，使用這種方法所得的資料時，必須結合地面地質構造的詳細觀察和研究，才能得出符合客觀實際的結論。離開了對區域地質特點的認識，單純靠物才能